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西安交通大学学报 2020年第11期54卷 46-55页

作者：贾谦王建磊崔展杨建晨袁小阳西安交通大学城市学院机械工程系西安710018 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

在工程实际中液体火箭发动机涡轮泵的密封原件一般存在较大加工误差,直接影响机体的安全。基于涡轮泵高参数机械密封设计和制造的一体化考虑,分析了螺旋槽制造误差的来源,将误差分为槽底圆半径误差、槽深误差、螺旋角误差和槽台宽比误差... 详细信息

在工程实际中液体火箭发动机涡轮泵的密封原件一般存在较大加工误差,直接影响机体的安全。基于涡轮泵高参数机械密封设计和制造的一体化考虑,分析了螺旋槽制造误差的来源,将误差分为槽底圆半径误差、槽深误差、螺旋角误差和槽台宽比误差4种。建立了含制造误差的涡轮泵螺旋槽机械密封性能分析模型,分析了制造误差对开启力、泄漏量、摩擦阻力矩和膜厚的影响,从设计参数和制造参数两方面指出了进行性能优化的方法。研究结果表明:引入槽深误差对密封性能影响最大,当转速达35000r/min并且误差在2μm时,开启力和泄漏量分别相对于标准值增大了24.47%和36.82%,摩擦力矩和膜厚分别增大了27.8%和37.4%。可通过设计参数和制造参数对密封性能进行优化,减少误差的影响。考虑制造误差的计算模型增加了机械密封性能计算的精准性,可为机械密封设计及制造参数优化提供参考。

关键词：涡轮泵机械密封螺旋槽加工误差

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可展开机构自锁铰链的误差分析与公差优化设计

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成组技术与生产现代化 2022年第1期39卷 1-7页

作者：南凯刚吴腾飞李光明赵强强郭俊康西安交通大学科技与教育发展研究院陕西西安710049 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049

为了保障卫星可展开机构的在轨可靠展开锁定,采用矢量环法和直接线性化方法构建了自锁铰链的几何误差模型,并基于Monte Carlo法对其进行了误差分析。基于遗传算法和公差成本模型,在建立自锁铰链关键尺寸公差的优化设计模型后,对铰链关... 详细信息

为了保障卫星可展开机构的在轨可靠展开锁定,采用矢量环法和直接线性化方法构建了自锁铰链的几何误差模型,并基于Monte Carlo法对其进行了误差分析。基于遗传算法和公差成本模型,在建立自锁铰链关键尺寸公差的优化设计模型后,对铰链关键尺寸公差进行了优化设计。

关键词：可展开机构自锁铰链灵敏度分析展开可靠性公差优化设计

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涡轮泵机械密封摩擦学性能的计算和试验研究

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流体机械 2022年第2期50卷 1-7页

作者：贾谦阮琪刘朝丰刘晨阳崔展王贺西安交通大学城市学院机械工程系西安710018 西安交通大学城市学院机器人与智能制造陕西省高校工程研究中心西安710018 中检西部检测有限公司西安710032 陕西空天动力研究院有限公司西安710003 西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为了研究涡轮泵机械密封的摩擦学性能,本文建立了机械密封摩擦学性能的计算模型,对润滑膜厚度h、润滑膜承载力F和摩擦力矩M_(f)随工况的变化规律进行了分析;通过摩擦磨损和台架试验,对摩擦系数μ、体积磨损量ΔV、润滑膜温度T和摩擦力f... 详细信息

为了研究涡轮泵机械密封的摩擦学性能,本文建立了机械密封摩擦学性能的计算模型,对润滑膜厚度h、润滑膜承载力F和摩擦力矩M_(f)随工况的变化规律进行了分析;通过摩擦磨损和台架试验,对摩擦系数μ、体积磨损量ΔV、润滑膜温度T和摩擦力f进行了测量,分析了其对涡轮泵重复利用的影响。结果表明:h,F和M_(f)随转速变化明显,转速越高h,F和M_(f)越大,转速为35000 r/min时h,F和M_(f)出现最大值,分别为8.6μm、2.3 kN和2.89 N·m;在启动和停止阶段机械密封处于干摩擦或边界润滑状态,伴随的摩擦磨损现象将严重制约涡轮泵的重复使用;摩擦磨损试验获得μ和ΔV的平均值分别为0.22和0.27 cm^(3);台架试验中T和f的数值大小能够实时反映其所在的摩擦学状态,全尺寸试验件的磨损形貌反映出了摩擦磨损试验结果不能完全代替全尺寸的台架试验。

关键词：火箭发动机涡轮泵机械密封摩擦学性能磨损

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载荷方向对立式转子导轴承润滑性能的影响

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西安交通大学学报 2019年第12期53卷 25-30,37页

作者：陈飞金英泽袁小阳西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室

针对核主泵立式转子制造、安装、倾斜和不平衡导致的轴承载荷不确定性问题,以泵的可倾瓦导轴承为研究的目标对象,研究了载荷方向对导轴承静动特性的影响。通过数值模拟建立了定载荷方向、变轴承旋角的载荷方向转变思想;提出了基于热弹... 详细信息

针对核主泵立式转子制造、安装、倾斜和不平衡导致的轴承载荷不确定性问题,以泵的可倾瓦导轴承为研究的目标对象,研究了载荷方向对导轴承静动特性的影响。通过数值模拟建立了定载荷方向、变轴承旋角的载荷方向转变思想;提出了基于热弹流动力润滑模型和载荷方向转变思想的润滑性能分析方法;揭示了不同载荷方向下轴承最大压力、最小膜厚、刚度和阻尼等性能参数的变化规律。计算结果表明:与典型的瓦间承载相比,轴承为典型的瓦面承载时,最小膜厚递减了26.2%,最大水膜压力递增了50%,功耗和温升变化不明显;载荷方向的主刚度和主阻尼分别递增了68.8%和44.3%,非载荷方向的主刚度和主阻尼分别递减了87.5%和71.1%,交叉刚度和交叉阻尼分别保持相等。该研究对立式转子导轴承的润滑性能设计具有一定的参考价值,在不确定载荷的情况下可按照瓦面承载方式进行润滑性能设计以确保安全可靠性。

关键词：可倾瓦导轴承立式转子载荷方向润滑性能

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密封齿对侧开槽对迷宫密封泄漏特性的影响

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润滑与密封 2020年第4期45卷 1-6页

作者：郑文斌裴世源李超江瑞龙西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049

为了降低迷宫密封的泄漏量,提出一种在直通型迷宫密封的密封齿前端和后端设立凹槽的密封结构,基于CFD方法,建立迷宫密封数值仿真模型。通过与已有试验数据的对比,验证模型的正确性。探讨不同湍流模型的适用范围,并对比光滑表面、前置凹... 详细信息

为了降低迷宫密封的泄漏量,提出一种在直通型迷宫密封的密封齿前端和后端设立凹槽的密封结构,基于CFD方法,建立迷宫密封数值仿真模型。通过与已有试验数据的对比,验证模型的正确性。探讨不同湍流模型的适用范围,并对比光滑表面、前置凹槽、后置凹槽3种结构在泄漏量、轴向压降及流场速度分布的差异性。结果表明:SST湍流模型更加适用于迷宫密封这种窄间隙的近壁面流动;前置凹槽结构降低泄漏量的效果较差,只有在高压力差下才能降低泄漏量;后置凹槽结构能改变迷宫密封腔内漩涡方向及状态,进而降低迷宫密封透气效应,加剧密封的能量耗散的同时降低泄漏量。因此,后置凹槽的迷宫密封结构具有较好的工程应用前景。

关键词：迷宫密封泄漏特性密封齿

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真空式有载分接开关储能弹簧刚度设计方法的研究

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成组技术与生产现代化 2022年第2期39卷 13-21页

作者：李光明段金燕南凯刚赵强强洪军西安交通大学科技与教育发展研究院陕西西安710049 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049

基于现有分接开关的工作原理,分析了一种真空式有载分接开关的结构。在满足该分接开关整体电气拓扑时序要求、保证切换芯子按一定顺序动作的情况下,进行了分接开关储能弹簧刚度与时序的匹配设计。构建切换机构中单相隔离开关的ADAMS仿... 详细信息

基于现有分接开关的工作原理,分析了一种真空式有载分接开关的结构。在满足该分接开关整体电气拓扑时序要求、保证切换芯子按一定顺序动作的情况下,进行了分接开关储能弹簧刚度与时序的匹配设计。构建切换机构中单相隔离开关的ADAMS仿真模型,分析凸轮驱动单相隔离开关切换时系统最小输入量的导出方式,提出基于动量矩定理确定最小输入量的方法,并通过仿真验证了该方法的有效性。

关键词：储能弹簧刚度设计仿真模型动量矩定理

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考虑紊流和滑移影响的液态金属润滑螺旋槽轴承设计

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西安交通大学学报 2019年第8期53卷 15-23页

作者：李亚倩杨攀陈渭西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室

为了研究液态金属作为润滑介质时对螺旋槽轴承性能的影响,针对液态金属黏度低与接触角大等特点,建立了考虑紊流和边界滑移影响的轴承性能计算模型,进行了液态金属润滑螺旋槽轴承设计。基于螺旋槽轴承的特殊结构,在非正交坐标下运用有限... 详细信息

为了研究液态金属作为润滑介质时对螺旋槽轴承性能的影响,针对液态金属黏度低与接触角大等特点,建立了考虑紊流和边界滑移影响的轴承性能计算模型,进行了液态金属润滑螺旋槽轴承设计。基于螺旋槽轴承的特殊结构,在非正交坐标下运用有限差分法以及局部积分法求解了雷诺方程,得到轴承膜厚压力分布;采用Ng-Pan紊流模型并综合滑移长度模型(SLM)和极限剪应力模型(LSSM),分析对比了考虑紊流滑移影响和层流无滑移时的轴承性能;研究了槽数、螺旋夹角等结构参数对轴承静动态性能的影响,确定了轴承各结构参数的最佳取值。结果表明:适当的半滑移设计可以有效提高轴承承载能力并减少空化区域面积;在槽数为8~12、螺旋夹角为60°左右、槽深为20 μm、沟脊比为1时,轴承可以获得良好的静动态性能。研究工作对国产高性能CT设备的液态金属轴承设计具有一定的指导意义。

关键词：液态金属螺旋槽轴承紊流边界滑移静动态性能

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精密机床加工误差灵敏度分析与公差设计

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机械工程学报 2019年第17期55卷 145-152页

作者：刘奕颖郭俊康李宝童洪军刘志刚西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室

加工精度是衡量精密机床加工性能的重要指标,当前针对提高加工精度的研究主要围绕误差补偿展开,缺少根据加工件的精度要求而进行机床运动轴公差设计的研究.从公差设计的角度出发,通过机床空间运动误差建模、蒙特卡洛法模拟,实现最小二... 详细信息

加工精度是衡量精密机床加工性能的重要指标,当前针对提高加工精度的研究主要围绕误差补偿展开,缺少根据加工件的精度要求而进行机床运动轴公差设计的研究.从公差设计的角度出发,通过机床空间运动误差建模、蒙特卡洛法模拟,实现最小二乘法评价零件加工精度;利用正交试验方法,得到某项精度要求与机床运动轴误差的公差带的多组对应数据,通过多元线性回归,进行灵敏度分析;同时基于自适应遗传算法,给出了运动轴误差的公差设计方法,保证所设计的公差带在装配工艺上的可行性.通过对某精密卧式坐标镗床29项误差公差带设计,验证了该方法的可行性.

关键词：机床运动轴误差灵敏度分析公差设计

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基于AIS数据的船舶航迹多维预测方法

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中国航海 2021年第3期44卷 56-63页

作者：高大为朱永生张金奋鄢博冉何延康闫柯西安交通大学现代设计与转子轴承教育部重点实验室陕西西安710049 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063

目前,船舶轨迹预测存在数据噪声严重、缺乏考虑历史轨迹的相似性的问题,导致预测精度不高,难以满足实际需求。针对该问题,从船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据去噪、在预测模型中考虑历史数据两个方面提高船... 详细信息

目前,船舶轨迹预测存在数据噪声严重、缺乏考虑历史轨迹的相似性的问题,导致预测精度不高,难以满足实际需求。针对该问题,从船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据去噪、在预测模型中考虑历史数据两个方面提高船舶轨迹单步预测的精度和可靠性。根据相邻时刻的AIS数据修复当前时刻的船舶运动参数;使用二维长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)算法分别从时间和空间的角度将当前船舶的航迹数据和历史轨迹数据相融合,建立航迹预测模型和区域预测模型;利用试验数据验证模型的综合性能。试验结果表明:该模型可获得精度较高的船舶航行轨迹。

关键词：航迹预测船舶自动识别系统数据消噪长短时记忆网络数据驱动

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刀具设计与安装参数对车齿加工刀具跃程量的影响

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工具技术 2024年第11期58卷 82-86页

作者：徐伟贾康庆安集团有限公司西安市710077 西安交通大学大学现代设计与转子及轴承系统教育部重点实验室西安交通大学机械工程学院

车齿加工能够对内齿结构进行高效高精加工,使其在新能源汽车与航空航天相关的齿轮制造领域得到广泛的关注与初步应用。针对台阶型内齿圈以及多联齿轮轴等紧凑退刀空间的复杂零件,无干涉加工是车齿成功实施的关键。由于车齿加工刀具与工... 详细信息

车齿加工能够对内齿结构进行高效高精加工,使其在新能源汽车与航空航天相关的齿轮制造领域得到广泛的关注与初步应用。针对台阶型内齿圈以及多联齿轮轴等紧凑退刀空间的复杂零件,无干涉加工是车齿成功实施的关键。由于车齿加工刀具与工件之间存在轴交角以及车齿加工中切削刃与工件齿槽表面之间复杂的空间展成关系,导致刀具跃程量的准确计算困难。本文从车齿加工接触线计算出发,提出了车齿加工刀具跃程量的准确计算方法,并进一步分析了刀具设计安装参数与跃程量之间的关系,为紧凑退刀空间约束下的车齿加工干涉分析、走刀量控制以及刀具优化设计提供理论指导与技术支持。

关键词：车齿跃程量退刀空间无干涉接触线优化设计

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